[发明专利]燃料电池用气体扩散层及其制备方法、燃料电池

权利要求书

1.一种燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将碳基材料浸渍在包含有第一疏水剂、第一导电材料及表面活性剂的分散液中以进行疏水处理，得到浸渍后碳基材料；

向所述疏水处理后碳基材料施加0.02～0.1Mpa的气压以进行一次疏水后处理，得到一次疏水后处理碳基材料；

将所述一次疏水后处理碳基材料在-0.05～-0.02Mpa的负压环境下进行二次疏水后处理，得到二次疏水后处理碳基材料；

将包含有造孔剂、第二疏水剂及第二导电材料的混合液涂覆在所述二次疏水后处理碳基材料的外表面，对其进行烧结处理，以在所述二次疏水后处理碳基材料的外表面上形成微孔层，得到所述燃料电池用气体扩散层。

2.根据权利要求1所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述一次疏水后处理的时间为5～30s；所述二次疏水后处理的时间为5～30s。

3.根据权利要求1或2所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述分散液的固含量为3～8wt％；

优选地，所述第一疏水剂、所述第一导电材料及所述表面活性剂的重量比为(8～9.8)：(0.1～1)：(0.1～1)；

优选地，所述第一导电材料为导电炭黑和/或碳纳米纤维；

优选地，所述表面活性剂为Triton-X100、吐温60、FC4430或AEO-9中的一种或多种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述二次疏水后处理步骤之后，所述二次疏水后处理碳基材料中所述分散液的担载量为5～20wt％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述浸渍过程中，浸渍时间为3～10min；优选所述碳基材料和所述分散液的重量比为20：(1～4)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述第一疏水剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-六氟乙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物中的一种或多种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的处理温度为350～400℃，处理时间为10～30min。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃料电池用气体扩散层的制备方法，其特征在于，在所述二次疏水后处理步骤之后，所述制备方法还包括对所述二次疏水后处理碳基材料进行第一烘干的步骤，所述第一烘干的温度为40～60℃，时间为5～8min；

优选地，在所述涂覆之后，所述烧结处理之前，所述制备方法还包括对涂覆后材料进行第二烘干的步骤，所述第二烘干的温度为60～150℃，时间为3～8min。

9.一种燃料电池用气体扩散层，其特征在于，所述燃料电池用气体扩散层由权利要求1至8中任一项所述的制备方法制备得到。

10.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括权利要求9所述的燃料电池用气体扩散层。